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现代普通测量学 主 讲：吴兆福 ２０1 2 年 2 月 2.计算检核 2.计算检核 2.计算检核 1、高差闭合差计算与比较 2、高差闭合差的分配和各点高程的计算 激光水准仪 数字水准仪和条码水准尺 数字水准仪(digital level)是在仪器望远镜光路中增加了分光镜和光电探测器(CCD阵列)等部件，采用条形码分划水准尺(coding level staff)和图像处理电子系统构成光、机、电及信息存储与处理的一体化水准测量系统。 一、数字水准仪的特点 ①用自动电子读数代替人工读数，不存在读错、记错等问题，没有人为读数误差； ②精度高，多条码(等效为多分划)测量，削弱标尺分划误差，自动多次测量，削弱外界环境变化的影响； ③速度快、效率高，实现自动记录、检核、处理和存储，可实现水准测量从外业数据采集到最后成果计算的内外业一体化。 ④数字水准仪一般是设置有补偿器的自动安平水准仪，当采用普通水准尺时，数字水准仪又可当作普通自动安平水准仪使用。 下图为采用相关法的徕卡NA3003数字水准仪的机械光学结构图 二、数字水准仪的原理 当用望远镜照准标尺并调焦后，标尺上的条形码影像入射到分光镜上；分光镜将其分为可见光和红外光两部份，可见光影像成像在分划板上，供目视观测； 红外光影像成像在CCD线阵光电探测器上(探测器长约6.5mm，由256个口径为25μm的光敏二极管组成，一个光敏二极管就是线阵的一个像素)，探测器将接收到的光图像通过A/D转换数字信号； 传送给仪器的处理器，通过与机内事先存储好的标尺条形码本源数字信息进行相关比较，当两信号处于最佳相关位置时，即可获得水准尺上的水平视线读数和视距读数，最后将处理结果存储并送往屏幕显示。 三、条码水准尺 与数字水准仪配套的条码水准尺一般为因瓦带尺、玻璃钢或铝合金制成的单面或双面尺，形式有直尺和折叠尺两种，规格有1m、2m、3m、4m、5m几种，尺子的分划一面为二进制伪随机码分划线(配徕卡仪器)或规则分划线(配蔡司仪器)，其外形类似于一般商品外包装上印制的条纹码。 右图为与徕卡数字水准仪配套的条码水准尺，它用于数字水准测量；双面尺的另一面为长度单位的分划线，用于普通水准测量。 四、徕卡DNA03中文精密数字水准仪简介 1990年，徕卡在世界上首次推出了第一代精密数字水准仪NA3003，现在又在NA3003的基础上推出了第二代精密数字水准仪DNA03，见图所示。界面为中文，同时内置了适合我国测量规范的观测程序。 徕卡DNA03中文精密数字水准仪简介 DNA03的主要技术参数如下： 精度：0.3mm/km(采用因瓦水准尺) 最小读数：0.01mm 测距精度：1cm/20m 内存：可以存储1650组测站数据或6000个测量数据 补偿器：磁性阻尼补偿器 补偿范围：±8′ 补偿精度：±0.3″ 单次测量时间：3秒 GEB电池：连续测量12小时 为确保外业观测数据的安全，DNA03上还插有一个PCMCIA闪存卡，全部测量数据同时保存在仪器内存和PCMCIA卡中。 旋转平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为10mm，它对应测微尺上的100个分格。 测微尺上1个分格等于0.1mm，如在测微尺上估读到0.1分格，则可以估读到0.01mm。 将标尺上的读数加上测微尺上的读数就等于标尺的实际读数。如下图的读数为148+0.655=148.655cm=1.48655m。 148+0.650=148.650cm=1.48650m。 水准测量误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响三个方面。 一、仪器误差 二、观测误差 三、外界环境的影响 一、仪器误差 1) 仪器校正后的残余误差：规范规定，DS3水准仪的i角大于20″才需要校正，因此，正常使用情况下，i角将保持在±20″以内。 i角引起的水准尺读数误差与仪器至标尺的距离成正比，只要观测时注意使前、后视距相等，便可消除或减弱角误差的影响。 在水准测量的每站观测中，使前、后视距完全相等是不容易做到的，因此规范规定，对于四等水准测量，一站的前、后视距差应小于等于5m，任一测站的前后视距累积差应小于等于10m。 2) 水准尺误差：由于水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等原因而引起的水准尺分划误差会影响水准测量的精度，因此须检验水准尺上米间隔平均真长与名义长之差。 规范规定，对于区格式木质标尺不应大于0.5mm，否则，应在所测高差中进行米真长改正。至于一对水准尺的零点差，可在一水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除。 二、观测误差 1)管水准气泡居中误差：视准轴水平